(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナノズルと、該バーナノズルに燃料を供給する燃料供給ラインと、該燃料供給ラインに設けられ、燃焼負荷率に対応する流量に燃料の流量を調整可能な流量調整手段と、ボイラの水位を段階的に検出する水位検出装置と、該水位検出装置からの水位検出結果に基づき設定された複数の段階の１つに水位を制御する水位制御部と、蒸気圧を検出する圧力検出器と、該圧力検出器からの蒸気圧検出結果に基づき前記流量調整手段を制御して前記バーナノズルへの燃料供給量を該バーナノズルの燃焼負荷率が前記蒸気圧検出結果に対応する様制御する制御装置とを具備し、該制御装置は設定された複数の燃焼負荷率の切替えにより燃焼制御を行う段階燃焼制御モードと、設定された燃焼負荷率の範囲で燃焼負荷率に対応して比例燃焼制御を行う比例燃焼制御モードによる燃焼制御が可能であり、検出される蒸気圧が高負荷、低負荷の場合は、前記段階燃焼制御を実行し、中負荷の場合は前記比例燃焼制御を実行することを特徴とする貫流ボイラ装置。
【請求項２】
前記燃料はガス燃料であり、前記流量調整手段は、前記燃料供給ラインに設けられた比例弁と、燃焼用空気の供給量を調整するダンパとを有し、前記比例弁は前記ダンパの調整圧に対応した流量の燃料ガスを供給し、前記制御装置は前記ダンパの開度を制御する請求項１の貫流ボイラ装置。
【請求項３】
前記燃料は液体燃料であり、前記流量調整手段は、前記バーナノズルの燃料を供給する燃料供給ポンプと、該燃料供給ポンプの下流と上流を接続する戻しラインと、該戻しラインに設けられたモータ弁とを有し、前記制御装置は前記モータ弁の開度を制御する請求項１の貫流ボイラ装置。
【請求項４】
前記燃焼負荷率の変更は、設定された水位で、蒸気に水分が混入する領域と、ボイラの加熱管が過熱する領域とを除く範囲で行われる請求項１又は請求項２又は請求項３の貫流ボイラ装置。
【請求項５】
バーナノズルは複数の噴霧ノズルを有し、高燃焼負荷率、中燃焼負荷率、低燃焼負荷率に応じて前記噴霧ノズルが選択される請求項３の貫流ボイラ装置。
【請求項６】
水位検出装置により複数段階に水位を検出し、各段階の水位に対応した燃焼負荷率で段階燃焼制御を行う貫流ボイラの燃焼制御方法であって、各段階の水位の内、高燃焼負荷率に対応した水位及び低燃焼負荷率に対応した水位では、予め設定された燃焼負荷率を切替えて目標負荷に対応する様燃焼を段階制御し、中燃焼負荷率に対応した水位では、実際のボイラの稼働状態に応じて、比例制御で燃焼を制御することを特徴とする貫流ボイラの燃焼制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は貫流ボイラ装置、特に小型の多管式貫流ボイラ及び貫流ボイラの燃焼制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
貫流ボイラ装置、特に小型の多管式貫流ボイラの燃焼制御では、簡便な燃焼制御方法が採用されている。例えば、燃焼負荷率を複数位置に設定し、ボイラの負荷に対応させ燃焼負荷率を選択し、選択した燃焼負荷率となる様にボイラの燃焼を段階制御している。
【０００３】
例えば、４位置燃焼制御で設定される燃焼負荷率が低燃焼２０％、中燃焼６０％、高燃焼１００％である場合、ボイラの負荷が２０％、６０％、１００％のいずれかである場合は、対応負荷率を選択してボイラの燃焼を制御すればよいが、実際にはボイラの負荷が設定した負荷率と一致することはなく、燃焼の制御はボイラの負荷に対応する様ボイラの負荷率を切替えて燃焼を段階制御している（多位置燃焼制御）。
【０００４】
例えば、ボイラの負荷が８０％である場合は、６０％の中燃焼、１００％の高燃焼を適宜切替え、平均的な燃焼負荷率が８０％となる様に燃焼を制御している。又、ボイラの負荷が２０％以下の場合、例えば１０％の場合は、２０％の低燃焼と燃焼の停止を組合わせて燃焼負荷率が１０％となる様に制御している。
【０００５】
この為、ボイラの負荷が８０％である場合は、ボイラの負荷が一定であっても、６０％の中燃焼と１００％の高燃焼とを頻繁に繰返すことになる。この為ボイラの負荷が一定であるにも拘らず、圧力変動を生じる。又、貫流ボイラでは、燃焼負荷率に対応して水位制御を行うが、燃焼負荷率を頻繁に切替えると、水管内の水位が燃焼負荷率の切替えに追従することができず、蒸気へ水分が混入し、乾度が低下し、蒸気の品質が悪くなる。又、バーナの燃焼状態の切替えに対応し、燃焼用空気を送出するファンの運転状態の切替えが行われるが、急激な増速、減速により、エネルギ効率が低下する等の問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１４７４０２号公報
【特許文献２】特開２００７−２７８５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は斯かる実情に鑑み、ボイラの燃焼を段階制御しつつ、実際のボイラ負荷に円滑に対応した燃焼制御を行い得る様にした貫流ボイラ装置及び貫流ボイラの燃焼制御方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、バーナノズルと、該バーナノズルに燃料を供給する燃料供給ラインと、該燃料供給ラインに設けられ、燃焼負荷率に対応する流量に燃料の流量を調整可能な流量調整手段と、ボイラの水位を段階的に検出する水位検出装置と、該水位検出装置からの水位検出結果に基づき設定された複数の段階の１つに水位を制御する水位制御部と、蒸気圧を検出する圧力検出器と、該圧力検出器からの蒸気圧検出結果に基づき前記流量調整手段を制御して前記バーナノズルへの燃料供給量を該バーナノズルの燃焼負荷率が前記蒸気圧検出結果に対応する様制御する制御装置とを具備し、該制御装置は設定された複数の燃焼負荷率の切替えにより燃焼制御を行う段階燃焼制御モードと、設定された燃焼負荷率の範囲で燃焼負荷率に対応して比例燃焼制御を行う比例燃焼制御モードによる燃焼制御が可能であり、検出される蒸気圧が高負荷、低負荷の場合は、前記段階燃焼制御を実行し、中負荷の場合は前記比例燃焼制御を実行する貫流ボイラ装置に係るものである。
【０００９】
又本発明は、前記燃料はガス燃料であり、前記流量調整手段は、前記燃料供給ラインに設けられた比例弁と、燃焼用空気の供給量を調整するダンパとを有し、前記比例弁は前記ダンパの調整圧に対応した流量の燃料ガスを供給し、前記制御装置は前記ダンパの開度を制御する貫流ボイラ装置に係るものである。
【００１０】
又本発明は、前記燃料は液体燃料であり、前記流量調整手段は、前記バーナノズルの燃料を供給する燃料供給ポンプと、該燃料供給ポンプの下流と上流を接続する戻しラインと、該戻しラインに設けられたモータ弁とを有し、前記制御装置は前記モータ弁の開度を制御する貫流ボイラ装置に係るものである。
【００１１】
又本発明は、前記燃焼負荷率の変更は、設定された水位で、蒸気に水分が混入する領域と、ボイラの加熱管が過熱する領域とを除く範囲で行われる貫流ボイラ装置に係るものである。
【００１２】
又本発明は、バーナノズルは複数の噴霧ノズルを有し、高燃焼負荷率、中燃焼負荷率、低燃焼負荷率に応じて前記噴霧ノズルが選択される貫流ボイラ装置に係るものである。
【００１３】
又本発明は、水位検出装置により複数段階に水位を検出し、各段階の水位に対応した燃焼負荷率で段階燃焼制御を行う貫流ボイラの燃焼制御方法であって、各段階の水位の内、高燃焼負荷率に対応した水位及び低燃焼負荷率に対応した水位では、予め設定された燃焼負荷率を切替えて目標負荷に対応する様燃焼を段階制御し、中燃焼負荷率に対応した水位では、実際のボイラの稼働状態に応じて、比例制御で燃焼を制御する貫流ボイラの燃焼制御方法に係るものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、バーナノズルと、該バーナノズルに燃料を供給する燃料供給ラインと、該燃料供給ラインに設けられ、燃焼負荷率に対応する流量に燃料の流量を調整可能な流量調整手段と、ボイラの水位を段階的に検出する水位検出装置と、該水位検出装置からの水位検出結果に基づき設定された複数の段階の１つに水位を制御する水位制御部と、蒸気圧を検出する圧力検出器と、該圧力検出器からの蒸気圧検出結果に基づき前記流量調整手段を制御して前記バーナノズルへの燃料供給量を該バーナノズルの燃焼負荷率が前記蒸気圧検出結果に対応する様制御する制御装置とを具備し、該制御装置は設定された複数の燃焼負荷率の切替えにより燃焼制御を行う段階燃焼制御モードと、設定された燃焼負荷率の範囲で燃焼負荷率に対応して比例燃焼制御を行う比例燃焼制御モードによる燃焼制御が可能であり、検出される蒸気圧が高負荷、低負荷の場合は、前記段階燃焼制御を実行し、中負荷の場合は前記比例燃焼制御を実行するので、一番使用頻度の高い中負荷での燃焼率の切替えがなくなり、圧力変動を抑制でき、実際のボイラ負荷に円滑に対応することが可能であり、補機類の消耗を軽減し、燃料空気を送風するファンのエネルギ効率を向上できる。
【００１５】
又本発明によれば、前記燃焼負荷率の変更は、設定された水位で、蒸気に水分が混入する領域と、ボイラの加熱管が過熱する領域とを除く範囲で行われるので、水位制御は段階制御が可能であり、コストの低減が図れると共に既存の貫流ボイラ装置に対しても実施可能である。
【００１６】
又本発明によれば、バーナノズルは複数の噴霧ノズルを有し、高燃焼負荷率、中燃焼負荷率、低燃焼負荷率に応じて前記噴霧ノズルが選択されるので、簡単なバーナノズルの構成で液体燃料の使用が可能となり、設備コストの低減が図れる。
【００１７】
又本発明によれば、水位検出装置により複数段階に水位を検出し、各段階の水位に対応した燃焼負荷率で段階燃焼制御を行う貫流ボイラの燃焼制御方法であって、各段階の水位の内、高燃焼負荷率に対応した水位及び低燃焼負荷率に対応した水位では、予め設定された燃焼負荷率を切替えて目標負荷に対応する様燃焼を段階制御し、中燃焼負荷率に対応した水位では、実際のボイラの稼働状態に応じて、比例制御で燃焼を制御するので、一番使用頻度の高い中負荷での燃焼率の切替えがなくなり、圧力変動を抑制でき、実際のボイラ負荷に円滑に対応することが可能であり、補機類の消耗を軽減し、燃料空気を送風するファンのエネルギ効率を向上できる等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施例に係る貫流ボイラ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に於ける燃焼状態と水位と得られる蒸気の状態を示す線図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係る貫流ボイラ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施例に係る貫流ボイラ装置の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施例に係る貫流ボイラ装置の概略を示している。
【００２１】
図１中、１はボイラ本体であって、該ボイラ本体１は、円周方向へ所要の間隔で立設された竪向きで且つ複数の加熱管２と、該加熱管２で包囲され、上端、下端が閉塞された円筒状の燃焼室３と、前記加熱管２の下部に接続された環状の下部管寄せ４と、前記加熱管２の上部に接続された環状の上部管寄せ５とを備え、該上部管寄せ５の中心には、前記燃焼室３内に燃料ガスを噴射するバーナノズル６が下向きに取付けられている。
【００２２】
前記下部管寄せ４には給水管８が接続され、該給水管８には、前記下部管寄せ４に水を供給し得る様にした給水ポンプ９及び前記下部管寄せ４から前記給水ポンプ９へ水が逆流しない様にした逆止弁１０が設けられている。
【００２３】
１１は気水分離器であって、該気水分離器１１の上部側と前記上部管寄せ５の上面とは蒸気管１２により接続され、前記気水分離器１１の底部と前記下部管寄せ４とは降水管１３により接続されている。
【００２４】
１４は前記加熱管２内にある水のレベル（水位）を検出する為に用いる水位検出装置であって、既存の貫流ボイラ装置に設けられた水位検出装置と同様の構成を有し、前記水位検出装置１４は水位検出用容器１５を具備し、該水位検出用容器１５の底部と前記下部管寄せ４とは下部連通管１６によって連通され、前記水位検出用容器１５の上端部と前記上部管寄せ５とは、上部連通管１７によって連通されている。
【００２５】
前記水位検出用容器１５には、長さの異なる６本の水位検出用電極棒１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆが挿入されており、各水位検出用電極棒１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆの下端位置は、夫々高さが異なり且つ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆの順に下端位置が高くなる様配設されている。更に各水位検出用電極棒１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆにより検出された水位は、水位検出信号Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃ，Ｈｄ，Ｈｅ，Ｈｆ（Ｈａ＜Ｈｂ＜Ｈｃ＜Ｈｄ＜Ｈｅ＜Ｈｆ）として水位制御部２０へ出力される。従って、前記水位検出装置１４は段階的に、ボイラの水位を検出する。
【００２６】
図２は、燃焼状態と水位と得られる蒸気の状態を示しており、曲線２７ａと曲線２７ｂに囲まれた領域Ａが良好な乾き度を持った蒸気が得られる領域、前記曲線２７ａより上側の領域Ｂは、水位が高すぎ蒸気に水分が混入し、乾き度が低下する領域、前記曲線２７ｂより下側の領域Ｃは水位が低すぎ前記加熱管２が過熱する領域となっている。
【００２７】
水位検出用電極棒１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆが検出する水位、Ｈｂ＜Ｈｃ（高燃焼（１００％）の時の水位）、Ｈｃ＜Ｈｄ（中燃焼（４０％〜８０％）の時の水位）、Ｈｄ＜Ｈｅ（低燃焼（２０％）の時の水位）での、良好な乾き度を持った蒸気が得られる範囲は幅を有しており、図２に示される様に、Ｈｂ＜Ｈｃの水位では燃焼負荷率が７５％〜１００％であり、同様にＨｃ＜Ｈｄの水位では燃焼負荷率が４０％〜８０％、Ｈｄ＜Ｈｅの水位では燃焼負荷率が２０％〜５５％である。
【００２８】
従って、高燃焼では燃焼負荷率が７５％〜１００％の範囲で、又中燃焼では燃焼負荷率が４０％〜８０％の範囲で、更に低燃焼では燃焼負荷率が２０％〜５５％の範囲で、バーナの燃焼負荷率の設定を変更しても良質な蒸気が得られる。尚、上記燃焼負荷率の範囲は例示であり、状況に応じて適宜変更が可能である。
【００２９】
図１中、１９は制御装置であって、該制御装置１９は、操作パネル等の入力部３４、半導体メモリ、ＨＤＤ等の記憶部３５を具備し、前記入力部３４は、表示部、テンキー等を有し、高燃焼、中燃焼、低燃焼の燃焼負荷率を設定可能となっている。又、前記制御装置１９は後述する蒸気圧検出信号及び設定された燃焼負荷率に基づき後述する流量調整手段３２の弁開度を制御する。
【００３０】
前記記憶部３５には、４位置の段階燃焼制御を実行する為のシーケンスプログラム、水位制御部２０による水位制御を実行する為の水位制御プログラム、前記入力部３４からの操作により、高燃焼、中燃焼、低燃焼の燃焼負荷率の変更、設定を可能とする燃焼負荷率設定プログラムが格納される。
【００３１】
前記制御装置１９は、燃焼状態に対応した水位レベル指令を前記水位制御部２０に送出し、前記水位制御部２０は前記水位検出信号Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃ，Ｈｄ，Ｈｅ，Ｈｆに基づき前記給水ポンプ９の駆動を制御して水の供給量を調整し、水位が所定の範囲に保持される様にする。例えば、水位レベル指令が高負荷（１００％燃焼）であると、水位がＨｂとＨｃとの間に、又中負荷（８０％〜４０％燃焼）であると、水位がＨｃとＨｄとの間に、又低負荷（２０％燃焼）であると、水位はＨｄとＨｅとの間にそれぞれ位置する様に、前記水位制御部２０が前記給水ポンプ９の駆動を制御して、給水量を調整する。
【００３２】
本実施例では、前記水位検出装置１４の検出結果に基づき水位制御を行った場合に、制御される水位に対応する燃焼負荷率が範囲を有することを利用し、最も利用の多い中負荷では比例燃焼制御を実行し、段階燃焼制御で実際の稼働状態に適合させ、負荷の切替え頻度を減少させ、圧力変動を少なくして安定した貫流ボイラ装置の運転を可能とする。
【００３３】
前記バーナノズル６には燃料ガス供給ライン２１が接続され、該燃料ガス供給ライン２１に上流側（バーナノズル６が下流端）から圧力調整部３１、流量調整手段３２が設けられ、該流量調整手段３２は前記制御装置１９と電気的に接続され、該制御装置１９からの開度指令信号Ｖにより、弁の開度が制御され、前記バーナノズル６に供給される燃料の流量が調整される様になっている。
【００３４】
前記流量調整手段３２としては、無段に流量調整が可能である流量調整弁、例えばモータ弁が用いられる。又、弁開度を調整する為のアクチュエータとしてステッピングモータが用いられ、該ステッピングモータを駆動する為の、１パルス駆動信号と弁開度変化が規定され、前記制御装置１９からは予定開度に対応した数のパルスが、開度指令信号Ｖとして前記流量調整手段３２に与えられる。尚、モータとしては弁開度を制御できるものとして、サーボモータ等が用いられてもよい。
【００３５】
前記蒸気管１２には圧力検出器３３が設けられている。該圧力検出器３３は、例えば、圧力センサとマイコンが一体となったものであり、前記蒸気管１２を流れる蒸気の蒸気圧Ｐを検出し、蒸気圧検出信号Ｐ（Ｐｈ，Ｐｍ（Ｐｍｈ，Ｐｍｍ，Ｐｍｌ），Ｐｌ）として前記制御装置１９に出力する。該制御装置１９には予めボイラ負荷に対応する閾値と目標圧力値ＰＭが設定されており、前記圧力検出器３３から入力される蒸気圧検出信号Ｐと前記閾値とを比較し、燃焼モードを変更する様前記圧力調整部３１、前記流量調整手段３２、前記水位制御部２０を制御する。尚、目標圧力値はＰｍｈ＜ＰＭ＜Ｐｍｌの範囲で設定される。
【００３６】
前記蒸気圧検出信号Ｐｈ，Ｐｍ，Ｐｌはそれぞれボイラの負荷状態を示すものであり、それぞれ圧力値に対応し、Ｐｈは高負荷，Ｐｍは中負荷，Ｐｌは低負荷であり、Ｐｈ＜Ｐｍ＜Ｐｌである。更に、Ｐｍｈ＜Ｐｍｍ＜Ｐｍｌであり、Ｐｍｌは中負荷の上限値、Ｐｍｈは中負荷の下限値を示し、Ｐｍｍは負荷状態にリアルタイムで対応し、Ｐｍｈ〜Ｐｍｌの範囲である。例えば、Ｐｈ：高負荷（１００％負荷）、Ｐｍ：中負荷（Ｐｍｈ：８０％負荷〜Ｐｍｌ：４０％負荷）、Ｐｌ：低負荷（２０％負荷）である。
【００３７】
以下、作用について説明する。
【００３８】
前記圧力調整部３１は、前記燃料ガス供給ライン２１により供給される燃料ガスの圧力（１次圧）を既定値（２次圧）となる様に圧力調整する。前記流量調整手段３２に供給される圧力が既定値（一定値）に調整されることで、前記流量調整手段３２の弁開度の調整で、流量が一義的に決定される。
【００３９】
前記制御装置１９は、初期設定した燃焼負荷率となる様な供給流量となる様に、前記流量調整手段３２の弁開度を段階制御する。例えば、該流量調整手段３２のアクチュエータがステッピングモータである場合は、前記制御装置１９は、高燃焼ではＡパルス数の開度指令信号（Ｖｈ）を前記流量調整手段３２に出力し、中燃焼ではＢパルス数の開度指令信号（Ｖｍ：Ｖｍｈ，Ｖｍｍ，Ｖｍｌ）、低燃焼ではＣパルス数の開度指令信号（Ｖｌ）を前記流量調整手段３２に出力する様に構成されている。
【００４０】
ここで、Ｖｈ＞Ｖｍ＞Ｖｌであり、又、Ｖｍｈ＞Ｖｍｍ＞Ｖｍｌである。更に、Ｖｍｈは中燃焼状態の上限値、Ｖｍｌは中燃焼状態の下限値であり、ＶｍｍはＶｍｈ〜Ｖｍｌの範囲で前記圧力検出器３３からの蒸気圧検出信号Ｐ（後述）に追従して目標圧力を維持する様に変動する。
【００４１】
前記制御装置１９には、前記圧力検出器３３から蒸気圧検出信号Ｐｈ，Ｐｍ（Ｐｍｈ，Ｐｍｍ，Ｐｍｌ），Ｐｌが入力され、前記制御装置１９は入力された蒸気圧検出信号Ｐｈ，Ｐｍ，Ｐｌに基づき、負荷状態を判断し、開度指令信号Ｖを決定すると共に前記流量調整手段３２に出力する。
【００４２】
又、前記制御装置１９は、負荷状態の判断に基づき、燃焼の制御モードを選択する。即ち、負荷状態が１００％の場合、即ち蒸気圧検出信号がＰｈの場合は、燃焼負荷率１００％の固定燃焼制御モード、負荷状態が１００％〜８０％の場合、即ち蒸気圧検出信号がＰｈ〜Ｐｍｈの場合は、前記制御装置１９からは開度指令信号Ｖｈ又はＶｍｈが前記流量調整手段３２に出力され、燃焼負荷率１００％と燃焼負荷率８０％との切替えによる段階燃焼制御モードが実行される。
【００４３】
又、負荷状態が８０％〜４０％の場合は、即ち蒸気圧検出信号がＰｍｈ〜Ｐｍｌの場合は、前記流量調整手段３２に開度指令信号Ｖｍｍが出力され、圧力変動に対応し、目標圧力となる様に負荷率を変動する比例燃焼制御モードが実行される。
【００４４】
比例燃焼制御モードでは、前記圧力検出器３３で検出される蒸気圧検出信号Ｐｍｍが前記制御装置１９にリアルタイムでフィードバックされ、該制御装置１９では経時的な蒸気圧力変動が演算され、蒸気圧力変動が反映された開度指令信号Ｖｍｍが前記流量調整手段３２に出力され、前記圧力検出器３３が検出した圧力と目標圧力ＰＭとの偏差をなくす様前記流量調整手段３２の開度が比例制御される。尚、負荷状態が８０％〜４０％に対応する水位は、ＨｃとＨｄとの間に保持すればよく、水位については従前と同様段階制御でよい。
【００４５】
更に、負荷状態が４０％〜２０％の場合は、即ち蒸気圧検出信号がＰｍｌ〜Ｐｌの場合は、前記制御装置１９から開度指令信号Ｖｍｌ又はＶｌが前記流量調整手段３２に出力され、燃焼負荷率４０％と燃焼負荷率２０％との切替えによる段階燃焼制御モードが実行される。負荷状態が２０％〜０％の場合は、開度指令信号Ｖｍｌ又は閉信号が出力され、燃焼負荷率２０％と燃焼停止の切替えによる段階燃焼制御モードが実行される。
【００４６】
尚、燃焼負荷率２０％から負荷を増加させる場合（低燃焼から中燃焼へ移行する場合）、一旦、中燃焼負荷率６０％とし、更に増加減して目標値に到達する様にしてもよい。この場合、２０％燃焼負荷率と４０％燃焼負荷率との間をハンチングすることが防止される。同様に、燃焼負荷率１００％から負荷を減少させる場合（高燃焼から中燃焼へ移行する場合）、一旦、中燃焼負荷率６０％とし、更に増加減して目標値に到達する様にすることで、８０％燃焼負荷率と１００％燃焼負荷率との間をハンチングすることが防止される。
【００４７】
実際の定常運転については、負荷状態は略８０％〜４０％の範囲に収ることから、比例燃焼制御モードが実行されることになり、負荷の切替え頻度が減少し、圧力変動が少なくなる。
【００４８】
又燃焼制御と並行して燃焼空気の供給量も制御される。燃焼空気の供給量の制御は、送風機（図示せず）を制御することで行われ、前記燃焼負荷率の制御と同様、高負荷、低負荷は段階制御、中負荷については比例制御が行われる。又送風機の運転がインバータ制御される場合は、中負荷に対して急激な増速、減速がなく、消費電力を低減できる。
【００４９】
又、前記圧力検出器３３からの蒸気圧検出信号Ｐ、前記流量調整手段３２の切替えの履歴、ボイラ負荷率の変動の履歴等のボイラ稼働データは、前記記憶部３５に経時的且つ時系列に蓄積される。蓄積したデータに基づき高燃焼、中燃焼、低燃焼に対応する燃焼制御モードの切替え時期（燃焼制御モードの切替えの蒸気圧検出信号Ｐの閾値）等を運転状態に合わせて最適なものとすることが可能である。
【００５０】
尚、前記流量調整手段３２の下流側に流量計を設け、設定流量と調整後の流量との間で偏差があるかどうかを検出し、偏差がある場合は、前記流量調整手段３２の開度を補正して、流量設定精度を向上させる様にしてもよい。
【００５１】
又、前記流量調整手段３２の変形として、弁回転軸にリンクを連結し、モータ等のアクチュエータにより、該リンクを介して弁を回転させ、弁開度を調整する様にしてもよい。
【００５２】
図３は、第２の実施例を示している。第２の実施例は、空気ダンパの開度に伴い変化するダンパ２次側空気圧力に基づき負荷別に対応させ燃料流量を制御するシステムを示している。
【００５３】
尚、図３中、図１中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００５４】
図３中、３７は燃焼用空気送風機、３８は該燃焼用空気送風機３７の下流側に設けた風量調整用の空気ダンパ、３９は空気ダンパ開度調整用のダンパモータを示す。該ダンパモータ３９は、リミット付コンデンサモータ、ステッピングモータ、サーボモータ等、前記空気ダンパ３８の開度を調整可能なアクチュエータが使用される。
【００５５】
燃料ガス供給ライン２１の圧力調整部３１の下流側に比例弁４０が設けられ、該比例弁４０の下流側の調整圧及び前記空気ダンパ３８の下流側の調整圧がフィードバックされ、空気ダンパ３８下流側の圧力に比例したガス圧（ガス供給量）となる様に、流量調整手段３２によって燃料ガスの供給量が調整される様になっている。
【００５６】
第２の実施例の場合、前記空気ダンパ３８、前記ダンパモータ３９、前記比例弁４０等が流量調整手段３２を構成する。
【００５７】
第２の実施例に於いては、圧力検出器３３からの蒸気圧検出信号Ｐに基づき、前記ダンパモータ３９を介して前記空気ダンパ３８の開度を調整し、前記バーナノズル６に供給する燃焼用空気の流量を制御している。
【００５８】
高燃焼の場合、制御装置１９から、ダンパモータ３９に高燃焼開度指令信号Ｖｈが出力され、空気ダンパ開度が高燃焼開度となり、ダンパ２次側の空気圧力が上昇し、その圧力が導管３６により比例弁４０に導入され、該比例弁４０側で設定された倍率により、燃料の２次圧力が高くなることで、高燃焼の燃料流量が設定される。
【００５９】
高燃焼で連続運転中に運転圧力が上昇（負荷減少）し、前記圧力検出器３３からの蒸気圧検出信号がＰｍｌとなった場合は、前記制御装置１９は中燃焼開度指令信号Ｖｍｈにより予め設定された中燃焼上限負荷になる様、前記空気ダンパ３８の開度を閉じ、同様に燃料流量が減少設定される。その後は開度指令信号Ｖｍｍにより、目標圧力となる様、中燃焼開度を比例制御で調整し、燃料流量を増減する。
【００６０】
更に予め設定された中燃焼下限負荷で運転中に圧力が上昇（負荷減少）し、蒸気圧検出信号がＰｍｈとなった場合は、低燃焼開度指令信号Ｖｌがダンパモータ３９に出力され、予め設定された低燃焼開度となる様、前記空気ダンパ３８の開度を閉じることで空気圧力が更に降下し、燃料流量が減少設定され、目標圧力の変動を防止する。
【００６１】
又、予め設定された低燃焼負荷で運転中に圧力が降下（負荷増加）する場合は中燃焼開度指令信号Ｖｍｌにより予め設定された中燃焼下限開度に前記空気ダンパ３８を開き、その後は開度指令信号Ｖｍｍにより、目標圧力となる様、中燃焼ダンパ開度を開閉する。
【００６２】
又、予め設定された中燃焼上限負荷で運転中に圧力が降下（負荷増加）する場合は高燃焼開度指令信号Ｖｈが出力され、前記空気ダンパ３８は高燃焼ダンパ開度となり、目標圧力の変動を防止する。
【００６３】
図４は、第３の実施例を示し、第３の実施例では、燃料として油等の液体燃料とした場合である。尚、図４中、図１中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００６４】
バーナノズルには液体用のバーナノズル５０が用いられ、該バーナノズル５０は高燃焼用噴油ノズル５１、中燃焼用噴油ノズル５２、低燃焼用噴油ノズル５３を具備し、前記高燃焼用噴油ノズル５１は第１電磁弁４４を介して燃料供給ライン４１に接続され、前記中燃焼用噴油ノズル５２は第２電磁弁４７を介して前記燃料供給ライン４１に接続され、前記低燃焼用噴油ノズル５３は第３電磁弁４８を介して前記燃料供給ライン４１に接続されている。該燃料供給ライン４１には燃料供給ポンプ４２が設けられている。
【００６５】
尚、前記高燃焼用噴油ノズル５１、前記中燃焼用噴油ノズル５２、前記低燃焼用噴油ノズル５３は、それぞれ噴霧量を異ならせてもよく、或は同じとしてもよい。
【００６６】
前記第１電磁弁４４、前記第２電磁弁４７、前記第３電磁弁４８は燃料の供給を停止する場合、或は非常時に燃料を緊急停止する場合等に使用され、前記燃料供給ライン４１を全閉する。又、稼働時には、前記電磁弁４４，４７，４８は燃焼状態に応じて択一的に全開となる。
【００６７】
前記第１電磁弁４４、前記第２電磁弁４７、前記第３電磁弁４８と前記燃料供給ポンプ４２との間と、該燃料供給ポンプ４２の上流側とを接続する戻しライン４５が設けられ、該戻しライン４５には流量調整用のモータ弁４６が設けられている。該モータ弁４６に用いられる、アクチュエータとしてのモータには、ステッピングモータ、或はサーボモータが使用される。
【００６８】
第３の実施例の場合、前記第１電磁弁４４、前記第２電磁弁４７、前記第３電磁弁４８、前記戻しライン４５、前記モータ弁４６等が流量調整手段３２を構成する。
【００６９】
前記燃料供給ポンプ４２は規定流量（一定流量）を送出する様構成されており、前記戻しライン４５は送出された流量の一部を前記燃料供給ポンプ４２の上流側に戻し、戻し量は前記モータ弁４６の弁開度によって決定される。前記戻しライン４５による戻し量が多ければ、前記バーナノズル５０に供給される燃料の量が少なくなり、又戻し量が少なければ、前記バーナノズル５０に供給される燃料の量が多くなる。
【００７０】
高燃焼、又は低燃焼に用いられる高燃焼用噴油ノズル５１、又は低燃焼用噴油ノズル５３に燃料油を供給する状態では前記モータ弁４６は全閉とされ、中燃焼に用いられる中燃焼用噴油ノズル５２に燃料油を供給する場合は、前記モータ弁４６の開度が調整され、前記流量調整手段３２への燃料油供給量が負荷状態に比例して調整される。即ち、中燃焼負荷域については戻り油量をモータ弁４６の開度の変更で調整し、バーナより噴霧する油量を増減可能とし、目標運転圧力になる様に、燃焼負荷を比例的に制御する。
【００７１】
着火（低燃焼）時は制御装置１９からの運転信号Ｖ及び開信号Ｖｌにより、噴油ポンプが起動、閉信号Ｖｍｍにより前記モータ弁４６は全閉とし、開信号Ｖｌにより前記第３電磁弁４８が開となり、予め設定された低燃焼油量を噴霧する。尚、前記第１電磁弁４４、前記第２電磁弁４７は全閉である。
【００７２】
燃焼開始後、目標運転圧力より低い場合、中燃焼に移行するが、この時、予め低燃焼油量＋中燃焼油量が中燃焼下限負荷となる様に信号Ｖｍｍによりモータ弁４６が開度設定され、その後、開信号Ｖｍにより第２電磁弁４７が開となり中燃焼に移行する。以降は開閉信号Ｖｍｍにより、目標圧力となる様に戻り油量をモータ弁４６の開度を増減し、中燃焼油量を調整する。
【００７３】
更に予め設定された中燃焼上限負荷で運転中に圧力が降下（負荷増加）する場合は信号Ｖｍｍによりモータ弁４６は予め低燃焼油量＋中燃焼油量＋高燃焼油量で定格油量となる様に弁開度が設定された後、開信号Ｖｈにより前記第１電磁弁４４が開（即ち前記第１電磁弁４４、前記第２電磁弁４７、前記第３電磁弁４８が開）となり高燃焼に移行し、目標圧力の変動を防止する。
【００７４】
高燃焼で連続運転中に運転圧力が上昇（負荷減少）する場合は、予め低燃焼油量＋中燃焼油量が中燃焼上限負荷となる様に信号Ｖｍｍによりモータ弁４６が開度設定され、その後、開信号ＶｈがＯＦＦとなり、第１電磁弁４４が閉となり、中燃焼に移行する。その後は開閉信号Ｖｍｍにより、目標圧力となる様に戻り油量をモータ弁４６の開度を増減し、中燃焼油量を調整する。
【００７５】
更に予め設定された中燃焼下限負荷で運転中に圧力が上昇（負荷減少）する場合は閉信号Ｖｍｍにより前記モータ弁４６は全閉とし、その後、開信号ＶｍがＯＦＦとなり第２電磁弁４７が閉となり低燃焼に移行することで目標圧力の変動を防止する。
【００７６】
又、燃料流量の変化に伴い空気流量も変更する必要がある。これは上記各信号（Ｖｈ，Ｖｍ（Ｖｍｈ，Ｖｍｍ，Ｖｍｌ），Ｖｌ）により、空気ダンパの開度を同様に制御することで各運転負荷に合わせた空気流量とする。送風機の運転にインバータを用いる場合は、同様に各運転負荷に合わせた周波数に変更することで、各運転負荷に合わせた空気流量とする。
【符号の説明】
【００７７】
１              ボイラ本体
２              加熱管
３              燃焼室
６              バーナノズル
１４            水位検出装置
１９            制御装置
２０            水位制御部
２１            燃料ガス供給ライン
３１            圧力調整部
３２            流量調整手段
３３            圧力検出器
３４            入力部
３５            記憶部
３６            導管
３７            燃焼用空気送風機
３８            空気ダンパ
３９            ダンパモータ
４０            比例弁
４１            燃料供給ライン
４２            燃料供給ポンプ
４４            第１電磁弁
４５            戻しライン
４６            モータ弁
４７            第２電磁弁
４８            第３電磁弁
【図１】
0005399427.tif 000002
【図２】
0005399427.tif 000003
【図３】
0005399427.tif 000004
【図４】
0005399427.tif 000005